Page 181 - 《广西植物》2023年第5期

９ ４ ８ 广 西 植 物 ４３ 卷
ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｖｏｌａｔｉｌｅｓ ｏｆ Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ ｒｏｂｕｓｔａ. Ｔｈｅ ａｌｌｅｌｏｐａｔｈｉｃ ｅｆｆｅｃｔｓ ｗｅｒｅ ｖｏｌａｔｉｌｅ ｏｉｌꎬ
α￣ｐｉｎｅｎｅ ａｎｄ ｅｕｃａｌｙｐｔｏｌ ｉｎ ｄｅｓｃｅｎｄｉｎｇ ｏｒｄｅｒ. (２) Ｗｈｅｎ Ｖｉｃｉａ ｆａｂａ ｒｏｏｔｓ ｗｅｒｅ ｅｘｐｏｓｅｄ ｔｏ Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ ｒｏｂｕｓｔａ ｖｏｌａｔｉｌｅｓꎬ
ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｒｏｏｔ ｂｏｒｄｅｒ ｃｅｌｌｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄꎬ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｎｕｃｌｅｕｓ ｒａｔｅ ｏｆ ｃｅｌｌｓ ｉｎ ｔｈｅ ｍｅｒｉｓｔｅｍａｔｉｃ ｚｏｎｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄꎬ ｍｉｔｏｔｉｃ
ｉｎｄｅｘ ｄｅｃｒｅａｓｅｄꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｅｌｌ ｃｙｃｌｅ ｏｆ ｍｏｓｔ ｃｅｌｌｓ ｗａｓ ａｒｒｅｓｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｐｈａｓｅ ｏｆ ｄｉｖｉｓｉｏｎ. (３) Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ
ｖｏｌａｔｉｌｅｓ ｏｆ Ｅ. ｒｏｂｕｓｔａꎬ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＮＡＤＰＨ ｏｘｉｄａｓｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄꎬ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｏｘｙｇｅｎ ｓｐｅｃｉｅｓ (ＲＯＳ) ｂｕｒｓｔ ｉｎ ｌｅａｆ ｇｕａｒｄ
ｃｅｌｌｓ ｏｆ Ｖｉｃｉａ ｆａｂａꎬ ｍｉｃｒｏｆｉｌａｍｅｎｔ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎꎬ ａｎｄ ｓｔｏｍａｔａｌ ａｐｅｒｔｕｒｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ. Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅꎬ ｔｈｅ ｌｅａｆ ｅｐｉｄｅｒｍｉｓ
ｓｔｒｉｐ ｏｆ Ｖ. ｆａｂａ ｗａｓ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ ｒｏｂｕｓｔａ ｖｏｌａｔｉｌｅｓꎬ ｔｈｅ ｎｕｃｌｅａｒ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｌｅａｆ ｇｕａｒｄ ｃｅｌｌｓ
ｉｎｃｒｅａｓｅｄ. Ｍｏｒｅｏｖｅｒꎬ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅ. ｒｏｂｕｓｔａ ｖｏｌａｔｉｌｅｓ ｌｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｇｕａｒｄ ｃｅｌｌ ａｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｃａｓｐａｓｅ￣ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ
ａｐｏｐｔｏｓｉｓ ｉｎ Ｖｉｃｉａ ｆａｂａ. Ｈｏｗｅｖｅｒꎬ ｔｈｅ ｇｕａｒｄ ｃｅｌｌ ｓｕｒｖｉｖａｌ ｒａｔｅｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｌｅａｆ ｅｐｉｄｅｒｍｉｓ ｓｔｒｉｐｓ ｏｆ Ｖ. ｆａｂａ ｗｅｒｅ
２＋
ｅｘｐｏｓｅｄ ｔｏ ｖｏｌａｔｉｌｅｓ ｆｒｏｍ Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ ｒｏｂｕｓｔａ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｃａ ｃｈａｎｎｅｌ ｂｌｏｃｋｅｒ (ＬａＣｌ )ꎬ
３
ＲＯＳ ｓｃａｖｅｎｇｅｒ ａｓｃｏｒｂｉｃ ａｃｉｄ (ＡｓＡ)ꎬ ａｎｄ ｎｉｔｒａｔｅ ｒｅｄｕｃｔａｓｅ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ (ＮａＮ )ꎬ ｗｈｉｃｈ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｖｏｌａｔｉｌｅｓ ｏｆ
３
２＋
Ｅ. ｒｏｂｕｓｔａ ｃｈａｎｇｅｄ ｔｈｅ ｓｉｇｎａｌ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃａ ꎬ ＲＯＳ ａｎｄ ＮＯ. Ｔｈｅｓｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｙｔｏｔｏｘｉｃｉｔｙ ａｎｄ
ｇｅｎｏｔｏｘｉｃｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｖｏｌａｔｉｌｅｓ ｏｆ Ｅ. ｒｏｂｕｓｔａ ａｌｔｅｒｅｄ ｔｈｅ ｓｉｇｎａｌ ｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎ ｐａｔｈｗａｙ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｃｅｐｔｏｒ ｃｅｌｌｓꎬ ｉｎｄｕｃｅｄ ｔｈｅ
ｇｅｎｅｔｉｃ ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｏｔ ｔｉｐ ｃｅｌｌｓꎬ ｔｈｅｎ ｌｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｄｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔｏｍａｔａｌ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ
ｒｅｃｅｐｔｏｒ ｒｏｏｔ ｂｏｒｄｅｒ ｃｅｌｌｓꎬ ｗｈｉｃｈ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｔｈｅ ｒｏｏｔ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｃｅｐｔｏｒꎬ ａｎｄ ｕｌｔｉｍａｔｅｌｙ ｈｉｎｄｅｒｅｄ ｔｈｅ
ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ｒｅｃｅｐｔｏｒ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｐｌａｎｔｉｎｇ ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｅ. ｒｏｂｕｓｔａ ｐｌａｎｔｉｎｇ
ａｒｅａ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ ｒｏｂｕｓｔａꎬ ｖｏｌａｔｉｌｅｓꎬ ａｌｌｅｌｏｐａｔｈｙꎬ ｔｏｘｉｃ ｅｆｆｅｃｔｓꎬ ｓｉｇｎａｌ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ

大 叶 桉 ( Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ ｒｏｂｕｓｔａ ) 为 桃 金 娘 科 芥(Ｄｙｓｐｈａｎｉａ ａｍｂｒｏｓｉｏｉｄｅｓ)( 翁可佳等ꎬ２０１８) 和马
(Ｍｙｒｔａｃｅａｅ)桉属( Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ) 乔木植物ꎬ原产于澳 缨丹( Ｌａｎｔａｎａ ｃａｍａｒａ) ( Ｓｉｎｇｈ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１４)、辣子
大利亚ꎬ因其适应性强、生长快而被称为世界三大 草(Ｇａｌｉｎｓｏｇａ ｐａｒｖｉｆｌｏｒａ) ( 周健等ꎬ２０１６) 的化感胁
速生树种之一( 单体江等ꎬ２０１９)ꎮ 大叶桉属于药 迫下ꎬ受体的保卫细胞活性降低ꎬ并发生 ｃａｓｐａｓｅ
２＋
源性 植 物ꎬ 其 叶 和 果 实 都 有 抗 菌 ( Ｓａｉｄ ｅｔ ａｌ.ꎬ 依赖性的细胞凋亡ꎬ信号分子 ＲＯＳ、ＮＯ 和 Ｃａ 调
２０１６)、 抗 氧 化 ( Ｅｌａｎｓａｒｙ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７) 和 抗 肿 瘤 节了细胞凋亡过程(周健等ꎬ２０１７)ꎮ 此外ꎬ植物释
(Ｊｉａｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７) 等药理活性ꎬ具有极其重要的 放的化感物质还能干扰受体根尖分生区细胞 ＤＮＡ
社会价值、生态价值和经济价值ꎮ 近年来ꎬ因种植 复制、染色体分离以及纺锤体的功能( 赵红梅和王
桉树而引起的生物多样性下降、生态系统功能和 慧阳ꎬ ２０１７ꎻ Ｌｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８)ꎻ 根 边 缘 细 胞 ( ｒｏｏｔ
效益丧失、土壤肥力下降等问题受到了学术界和 ｂｏｒｄｅｒ ｃｅｌｌｓꎬ ＲＢＣｓ)是从根冠表皮游离出来且聚集
社会的高度关注(Ｂａｙｌｅꎬ ２０１９)ꎮ 桉叶挥发油及其 在根尖周围的一群特殊细胞ꎬ与其胞外黏胶层在
主要成分 α￣蒎烯、桉油精等具有明显的化感毒性 根际 共 同 构 筑 了 抵 御 外 界 胁 迫 的 第 一 道 防 线
作用ꎬ可以通过诱导氧化损伤抑制受体种子萌发 (Ｄｒｉｏｕｉｃｈ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１)ꎮ 光合作用固定的碳部分

和幼 苗 生 长 ( Ｊａｍｉｌ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１ꎻ Ｒｉｄａｏｕｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ 通过根系分泌物的形式释放到土壤中( Ｖｉｖｅｓ￣Ｐｅｒｉｓ
２０２２)ꎮ 本项目组前期研究发现ꎬ大叶桉叶挥发油 ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０)ꎬ其中 ９８％的根系分泌物为根边缘细

含 α￣蒎烯、β￣蒎烯、桉油精、柠檬烯、松香芹醇和 β￣ 胞及其胞外物质(Ｈａｗｅｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６)ꎬ在根与土壤
松油醇等化学成分ꎬ其中 α￣蒎烯和桉油精是含量 微生物的相互作用中起主要作用( Ｒｏｐｉｔａｕｘ ｅｔ ａｌ.ꎬ

较高的成分(孟巧巧等ꎬ２０２０)ꎮ ２０２０)ꎮ 当植物受到生物或非生物胁迫时ꎬ根边缘
气孔是 ＣＯ 、水分和其他物质进出叶片的通 细胞基因表达改变ꎬ黏胶层厚度进一步增大ꎬ以吸
２
道ꎬ保卫细胞通过膨压变化控制气孔开度ꎬ平衡光 附和排斥病原体或通过螯合有毒物质ꎬ以缓解胁
合作用所需的 ＣＯ 和水分ꎬ从而影响植物的蒸腾和 迫对根的伤害ꎬ从而保护根尖分生组织( Ｄｒｉｏｕｉｃｈ
２
光合作用( 陆雯芸等ꎬ２０１６)ꎮ 保卫细胞与表皮细 ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１ꎻ何胜利等ꎬ２０２２)ꎮ 因此ꎬ进入土壤的
胞形态差异较大且对化感胁迫反应灵敏ꎬ在鹅掌 化感物质只有突破根边缘细胞及其黏胶层构筑的
楸(Ｌｉｒｉｏｄｅｎｄｒｏｎ ｃｈｉｎｅｎｓｅ) ( 刘巧丽等ꎬ２０２１)、土荆 防御屏障ꎬ才会伤害到根尖细胞ꎬ危及植物根系的